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钒湿法冶金的前处理

2019-02-21   
湿法提钒的出产过程是从钒渣开端的。依据现在国际钒资源的情况,钒渣首要有三个来历。
一、钒钛磁铁矿
钒钛磁铁矿是现在的首要钒资源。以南非的马坡奇(Mapoch)矿为例,矿石含1.51%~1.70%的五氧化二钒。
(一)电炉摇包法
首先在反转窑内1000℃下用煤预复原;然后在电弧炉内进一步复原得含钒生铁(V2O51.4%,TiO230%),最终在摇包顶用氧吹炼,使钒进入渣中。钒渣中的钒是以FeO·V2O3存在,非水溶性(约含V2O525%)。国际上约一半的钒用此法出产(南非),另有约1/4则产自俄罗斯(钒渣含V2O5约12%~18%)。
(二)雾化提钒法
此法是将高炉炼出的含钒生铁在雾化炉(见图1)顶用压缩空气将铁水雾化成细微的液滴,使铁水中的钒充分被氧化,而碳则只要少数被氧化,称为脱钒保碳。吹钒后的生铁称为半钢,进入转炉进一步吹炼为碳钢,得到的钒渣是含钒可高达20%的V2O5(但铁含量较高,不光影响质量,也使本钱进步)。1979年我国攀钢从铁水到钒渣,钒的收回率达76.55%,但没有到达现在国际的最高水平(前苏联下塔吉克为82.4%,南非为91.6%)。1979年雾化钒渣发的成分如表1所示。                
                            表1  1979年攀钢雾化钒渣成分                       (%)





样 号

V2O5

TiO2

SiO2

CaO

P

TFe

S


1

18.59

9.57

14.75

0.28

0.114

36.75

0.11


2

19.18

12.2

13.63

0.27

0.042

36.81

0.088
 

图1  改建后的攀钢2号雾化炉
1-铁水罐;2-中间罐;3-雾化器;4-烟道
5-雾化室;6-副烟道;7-出钢槽
8-半钢罐;9-烟罩
(三)转炉提钒法
为了处理雾化提钒铁损高,收回率低的问题,攀钢在1995年改用转炉提钒替代雾化提钒。头两年已初见成效,但还不行抱负。经进一步优化、完善,1998年获得突破性发展,技能目标全面进步,2000年成果更趋于稳定。
从雾化提钒到转炉提钒,中心方针都是“脱钒保碳”。为了在霸占这一难点的一起获得优秀的作用,增加了多项技能措施,其间包含:铁水撇渣、留渣操作、SiO2调渣、专用氧、“铁块+复合球+铁矿石”作提钒冷却剂、挡渣出半钢、优化提钒的温度和冷却准则以及用镁炭归纳砌炉等。到2000年攀钢转炉提钒的技能目标与雾化提钒比较有了显着的进步,并挨近国际先进水平。详细目标如表2所示。
表2  我国转炉提钒技能目标与国际先进水平比较





目标

转炉提钒

雾化提钒(1989年)

俄罗斯下塔吉克转炉提钒

南非摇包提钒


公称容量/t

120



160

50~60


半钢[C] /%

2.82~4.19

3.5~3.8

3.0~3.26




半钢[V] /%

0.01~0.098

0.03~0.05

0.02~0.04

0.07


罐样[V2O5] /%

14.8~21.8

17~22

15~22

23~25


罐样[T-Fe] /%

20.2~29.3

38~43

26~32

29


钒氧化率/%

90.4

>90

≥90

>93


钒收回率/%

82

73

82~84

82


半钢收率/%

93.9

93.9

92~94

93


年钒渣产值/kt

140

75

100~120

110~130


炉龄/h

5500



2000


从表2数据能够看出,现在攀钢转炉提钒的首要技能目标:半钢含钒、钒氧化率、钒收回率以及半钢收率等均已到达国际先进水平,而炉龄则较俄罗斯下塔吉克延伸一倍。
从往后发打开看,熔剂中加碳酸钠以及选用顶、底复合吹炼技能,将会使攀钢转炉提钒的水一步进步。
(四)含钒钢渣法
此法是将含钒铁水在转炉中炼钢时,钒作为杂质转入渣中,得到的是高钙钒渣。渣中的氧化钙高达45%~60%。现在研讨成功的办法之一是加碱进行焙烧,然后水浸提钒,再水解沉钒。焙烧的条件为:





钢渣粒度

纯碱/钢渣

焙烧温度

窑内停留时间

钒转浸率


60%~120目

18/100

1100℃

2h

80%
(五)钠化钒渣法
是将纯碱直接参加高炉铁水中进行吹炼,使钒进入渣相,一起亦有利于脱除铁水中的硫、磷、硅。钠化吹钒后的半钢含硫、磷很低,可进一步作无渣或少渣炼钢而得优质钢。生成的钠化钒渣可进行一步水浸、碳酸化浸取、收回NaHCO3及V2O5。铁水钠化试验装置的脱钒率可达80%~90%,脱磷率大于75%,脱硫率大于70%,钠化渣中钒的转浸率95%~99%。
二、钒、铅、锌矿
产于的钒、铅、锌矿,先经浮选,得到钒、铅、锌矿精矿。因为所含钒、铅、锌矿藏对错水溶的,需选用酸浸。另一种办法是在处理钒、铅、锌矿时参加纯碱的一起,加碳复原,使锌蒸腾,铅则熔化为铅水,而钒则转入渣相,成为水溶性钒。
三、由炼油残渣及锅炉烟灰中提取钒
石油中的钒尽管含量低,但其总量很大,已构成钒的重要来历之一。有代表性的为委内瑞拉及俄罗斯的石油,其燃油锅炉的烟灰及炼油厂的残渣,作为副产品,含钒可高达40%V2O5。委内瑞拉的奥论诺克(Orinoco)产出的沥青质油,现在选用加用水雾化的办法焚烧发电,产出的烟灰所含的钒已到达钒钛磁铁矿所产钒渣中含钒的水平。
四、其他来历
钒的其他来历有含钒铀矿、铝钒图中的钒、含钒页岩以及从催化剂中收回的钒。在钒的出产中除含钒铀矿外,其他均不占重要方位。